Ποια είναι η επίδραση του καταλύτη στον ρυθμό αντίδρασης

Με άλλα λόγια, ένας καταλύτης είναι μια ουσία που επιταχύνει την ταχύτητα μιας χημικής αντίδρασης χωρίς να αλλάζει τη φύση της ίδιας της ουσίας.

Μια εναλλακτική οδός χαμηλότερης ενέργειας ενεργοποίησης καθίσταται διαθέσιμη παρουσία ενός καταλυτικού παράγοντα. Επειδή απαιτείται λιγότερη ενέργεια για επιτυχία σε συγκρούσεις, περισσότερες συγκρούσεις είναι επιτυχημένες. Είναι δυνατή η ανάκτηση του καταλύτη μόλις ολοκληρωθεί η αντίδραση και η επαναχρησιμοποίησή του ξανά και ξανά.

Ως ομογενής κατάλυση ορίζεται η κατάλυση κατά την οποία τόσο τα αντιδρώντα όσο και ο καταλύτης βρίσκονται στην ίδια φάση την ίδια στιγμή.

Ένας ετερογενής καταλύτης είναι ένας καταλύτης που εμφανίζεται σε μια ξεχωριστή φάση από τα αντιδρώντα με τα οποία χρησιμοποιείται.

Μια ουσία που έχει την ικανότητα να μεταβάλλει τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης αλλά δεν υφίσταται η ίδια τη μη αναστρέψιμη χημική αλλαγή είναι γνωστή ως καταλύτης.

Η ενέργεια ενεργοποίησης του αντιδρώντος μειώνεται από τον καταλύτη, ο οποίος ενισχύει τον ρυθμό της αντίδρασης.

EA Ενέργεια ενεργοποίησης απουσία καταλύτη

EB Ενέργεια ενεργοποίησης παρουσία καταλύτη

Η ενέργεια αντίδρασης Α ισούται με τη διαφορά μεταξύ των μονοπατιών αντίδρασης χωρίς καταλύτη Β και αντίδρασης με καταλύτη.

Κατάλυση είναι η διαδικασία κατά την οποία ο ρυθμός της αντίδρασης ελέγχεται από την παρουσία ενός καταλύτη.

Υπόστρωμα είναι ο όρος που χρησιμοποιείται για να περιγράψει το αντιδρόν πάνω στο οποίο δρα ο καταλύτης.

Οι καταλύτες δεν αλλοιώνουν τη θερμότητα της αντίδρασης. απλώς επιταχύνουν τον ρυθμό με τον οποίο λαμβάνει χώρα η αντίδραση.

Η απόδοση του προϊόντος δεν επηρεάζεται από τον καταλύτη.

Οι καταλύτες ταξινομούνται στις ακόλουθες κατηγορίες:

Είναι θετικός καταλύτης εάν είναι σε θέση να βελτιώσει τον ρυθμό αντίδρασης ενώ ταυτόχρονα μειώνει την ενέργεια ενεργοποίησης της αντίδρασης.

Αρνητικός καταλύτης είναι ένας καταλύτης που προκαλεί την καθυστέρηση μιας χημικής αντίδρασης αυξάνοντας το ενεργειακό φράγμα ή την ενέργεια ενεργοποίησης που απαιτείται για την πραγματοποίηση της αντίδρασης.

Ομογενής κατάλυση ορίζεται ως κατάλυση κατά την οποία ο καταλύτης και τα αντιδρώντα είναι παρόντα στην ίδια φάση της αντίδρασης.

Ιστολογική Κατάλυση: Κατάλυση κατά την οποία ο καταλύτης και τα αντιδρώντα βρίσκονται σε διακριτή φάση το ένα από το άλλο.

Ο ρυθμός μιας αντίδρασης καθορίζεται από τη συγκέντρωση των αντιδρώντων και τη θερμοκρασία του μέσου αντίδρασης.

Όπως ισχύει για τη συγκέντρωση και τη θερμοκρασία μιας αντίδρασης, ένας καταλύτης έχει σημαντικό αντίκτυπο στον ρυθμό της αντίδρασης.

Όπως ορίζεται από τον ορισμό του καταλύτη, είναι μια ουσία που αλλάζει τον ρυθμό με τον οποίο λαμβάνει χώρα μια αντίδραση χωρίς να υποστεί καμία μόνιμη χημική αλλαγή.

Ένα μεγαλύτερο ποσοστό των συγκρούσεων που συμβαίνουν μεταξύ των αντιδρώντων έχουν αρκετή ενέργεια για να υπερνικήσουν την ενέργεια ενεργοποίησης της αντίδρασης. Αυτό είναι γνωστό ως πιθανότητα σύγκρουσης. Ως αποτέλεσμα, ένας μεγάλος αριθμός συγκρούσεων γίνεται αποτελεσματικός και ο ρυθμός απόκρισης επιταχύνεται ως αποτέλεσμα.

Max Trautz και William Lewis Το καθένα έκανε ξεχωριστές προτάσεις για τη θεωρία της σύγκρουσης το 1916 και το 1918, αντίστοιχα.

Οι χημικές αντιδράσεις συμβαίνουν όταν τα σκληρά, σφαιρικά μόρια των αντιδρώντων συγκρούονται μεταξύ τους, σύμφωνα με αυτή την ιδέα.

Επιπλέον, τα αντιδρώντα σωματίδια πρέπει να συγκρούονται όχι μόνο με επαρκή ενέργεια, αλλά και με την κατάλληλη κατεύθυνση. Οι αποτελεσματικές συγκρούσεις είναι το είδος των συγκρούσεων που συμβαίνουν όταν δύο αντικείμενα συγκρούονται.

Το αποτέλεσμα αυτών των συγκρούσεων είναι η ανάπτυξη του προϊόντος. Σύμφωνα με τη θεωρία της σύγκρουσης, η ενέργεια ενεργοποίησης και ο κατάλληλος προσανατολισμός των μορίων συνεργάζονται για να αποφασίσουν εάν μια σύγκρουση είναι αποτελεσματική ή όχι.

Στη χημεία, ένας καταλύτης είναι ένα υλικό που αλλάζει τον ρυθμό με τον οποίο συμβαίνει μια αντίδραση χωρίς να υφίσταται μόνιμη χημική αλλαγή.

Σε αυτήν την περίπτωση, χρησιμοποιείται η ενέργεια Gibbs (G).

Ενέργεια του Gibb

Η ενέργεια Gibbs μπορεί να θεωρηθεί ως συνάρτηση κατάστασης. Εξαρτάται από την ενθαλπία και την εντροπία, οι οποίες εξαρτώνται και οι δύο από την αρχική και την τελική θέση της ουσίας, ανεξάρτητα από τη διαδρομή που χρειάζεται για να φτάσετε εκεί.

Ο καταλύτης μπορεί να βοηθήσει στην επιτάχυνση μιας αντίδρασης ή στην ταχύτητα με την οποία φθάνει στην ισορροπία. Δεν έχει καμία επίδραση στα αντιδρώντα, τα προϊόντα ή τη σταθερά ισορροπίας του συστήματος. Ως αποτέλεσμα, δεν έχει καμία επίδραση στην ενθαλπία ή την εντροπία.

Ως αποτέλεσμα, η ενέργεια Gibbs δεν αλλάζει ως αποτέλεσμα της παρουσίας του καταλύτη.

Η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την έναρξη μιας αντίδρασης

Ένας καταλύτης βοηθά στην επίτευξη της ισορροπίας πιο γρήγορα. Η μειωμένη ενέργεια ενεργοποίησης μεταξύ των αντιδρώντων και των προϊόντων επιτρέπει μια ταχύτερη προσέγγιση ισορροπίας, μειώνοντας το φράγμα δυναμικού και διευκολύνοντας το σχηματισμό μιας εναλλακτικής οδού ή μηχανισμού αντίδρασης.

Έχει επίδραση στον ρυθμό αντίδρασης.

Στη χημεία, καταλύτης είναι κάθε υλικό που επιταχύνει τον ρυθμό μιας αντίδρασης χωρίς να καταναλωθεί από τα αντιδρώντα.

Για να το θέσω αλλιώς, είναι μια ουσία που επιταχύνει μια χημική αντίδραση χωρίς να αλλάζει τη φύση ή τη σύνθεσή της.

– Ο καταλύτης είναι μια ουσία που είτε επιταχύνει είτε επιβραδύνει τον ρυθμό με τον οποίο λαμβάνει χώρα μια χημική αντίδραση.

– Ένας θετικός καταλύτης αυξάνει τον ρυθμό με τον οποίο συμβαίνει η αντίδραση.

– Ένας αρνητικός καταλύτης προκαλεί καθυστέρηση του ρυθμού της αντίδρασης.

– Ο καταλύτης δεν επηρεάζει τον αριθμό των προϊόντων που δημιουργούνται. Λόγω της παρουσίας ενός καταλύτη, μια άλλη οδός με χαμηλότερη ενέργεια ενεργοποίησης καθίσταται εφικτή.

Επειδή απαιτείται λιγότερη ενέργεια για την επιτυχία, είναι επιτυχής ένας μεγαλύτερος αριθμός συγκρούσεων. Με την ολοκλήρωση της αντίδρασης, ο καταλύτης μπορεί να ανακτηθεί και να επαναχρησιμοποιηθεί επ' αόριστον.

Οι καταλύτες είναι χημικές ουσίες που έχουν την ικανότητα να επιταχύνουν τον ρυθμό με τον οποίο λαμβάνει χώρα μια αντίδραση. Οι καταλύτες ενεργοποίησης λειτουργούν μειώνοντας την ενέργεια της μεταβατικής κατάστασης περιορισμού του ρυθμού, η οποία προκαλεί την επιτάχυνση των διεργασιών.

Οι καταλύτες δεν έχουν καμία επίδραση στην κατάσταση ισορροπίας μιας χημικής αντίδρασης.

Μια νέα οδός αντίδρασης με χαμηλότερη ενέργεια ενεργοποίησης δημιουργείται με τη χρήση καταλυτών.

Ένας καταλύτης επιταχύνει μια αντίδραση μειώνοντας την ενέργεια ενεργοποίησης, επιτρέποντας έτσι σε περισσότερα μόρια αντιδρώντων να συγκρούονται με αρκετή ενέργεια για να ξεπεράσουν το χαμηλότερο ενεργειακό φράγμα που δημιουργείται από τη χαμηλότερη ενέργεια ενεργοποίησης.

Όταν συνδυάζονται τεράστιοι αριθμοί αντιδρώντων, απαιτείται μόνο μια πολύ μικρή ποσότητα καταλύτη για να επιταχυνθεί ο ρυθμός αντίδρασης μεταξύ τους.

Ο καταλύτης είναι μια ουσία που είναι εξειδικευμένη σε μια συγκεκριμένη αντίδραση:

Διαφορετικές αντιδράσεις καταλύονται από διαφορετικούς καταλύτες.

Δεν μπορούν να υποστηριχθούν όλες οι αντιδράσεις με κατάλληλους καταλύτες.

Η ακόλουθη διαδικασία, για παράδειγμα, μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό δύο μορίων νερού και ενός μορίου μοριακού αερίου οξυγόνου όταν δύο μόρια υπεροξειδίου του υδρογόνου αντιδρούν μαζί:

2 H2O2 (aq) 2H2O(I) + O2 =2H2O2(aq) (g)

Χρειάζεται πολύς χρόνος για να συμβεί αυτή η αντίδραση σε θερμοκρασία περιβάλλοντος, επειδή μόνο ένας μικρός αριθμός συγκρούσεων μεταξύ μορίων υπεροξειδίου του υδρογόνου έχει αρκετή ενέργεια για να προκαλέσει την αντίδραση.

Εκτός από αυτό, πολλά εμπορικά διαλύματα υπεροξειδίου του υδρογόνου, όπως το διάλυμα υπεροξειδίου του υδρογόνου 3 τοις εκατό που πωλούνται στα φαρμακεία και το διάλυμα υπεροξειδίου του υδρογόνου 6 τοις εκατό που πωλούνται από καταστήματα καλλυντικών, υποβάλλονται σε επεξεργασία με σταθεροποιητές (γνωστοί και ως αρνητικοί καταλύτες) που αυξάνουν την ενέργεια ενεργοποίησης της αντίδρασης, αποτρέποντας αποτελεσματικά την εμφάνισή της.

Όταν ένας καταλύτης προστίθεται σε διάλυμα υπεροξειδίου του υδρογόνου, το αποτέλεσμα είναι άμεσα ορατό. Καθώς απελευθερώνεται αέριο οξυγόνο από το διάλυμα, αρχίζει να βγάζει φυσαλίδες.

Ένα ευρύ φάσμα ενώσεων, συμπεριλαμβανομένων πολλών οξειδίων μετάλλων όπως το διοξείδιο του μαγγανίου, μπορεί να καταλύσει τη μετατροπή του υπεροξειδίου του υδρογόνου σε νερό και αέριο οξυγόνο. Ωστόσο, η αποτελεσματικότητα των καταλυτών ποικίλλει ανάλογα με την ουσία.

Εκτός από το ένζυμο καταλάση, το οποίο βρίσκεται στο αίμα, ένας από τους πιο αποτελεσματικούς καταλύτες υπεροξειδίου του υδρογόνου είναι το ένζυμο καταλάση. Στο σώμα, η καταλάση λειτουργεί ως δεσμευτής υπεροξειδίου, εξαλείφοντας μόρια υπεροξειδίου που διαφορετικά θα προκαλούσαν κυτταρική βλάβη.

Συμπέρασμα-

Ο καταλύτης είναι μια ουσία που επιταχύνει τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης ενώ δεν εξαντλεί την ίδια την ουσία (παραμένει χημικά αμετάβλητη στο τέλος). Μια εναλλακτική χημική οδός με χαμηλότερη ενέργεια ενεργοποίησης είναι διαθέσιμη με αυτήν τη μέθοδο.